一種接觸劑和重質(zhì)石油烴的加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種接觸劑以及使用該接觸劑的重質(zhì)石油烴的加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著全球經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，對(duì)能源的需求量日益增加，而石油資源短缺、國(guó)際油價(jià) 居高不下、石油資源劣質(zhì)、重質(zhì)化和環(huán)保要求日益嚴(yán)格為煉油技術(shù)提出了更高的要求：重質(zhì) 油的高效綠色轉(zhuǎn)化。一方面要求對(duì)原料油盡可能的"吃干榨凈"，另一方面就是要節(jié)能。
[0003] 目前，以流化床或提升管加工重質(zhì)、劣質(zhì)原料油的工藝包括重油的催化裂化、流化 焦化、靈活焦化等日益受到重視。此類工藝加工重質(zhì)油時(shí)，流化介質(zhì)不僅作為催化中心，同 時(shí)作為熱量和焦炭的載體。
[0004] 以高反應(yīng)溫度、短停留時(shí)間為特點(diǎn)的熱裂化工藝在重油改質(zhì)、催化裂化等諸多領(lǐng) 域都有應(yīng)用。在以流化床或提升管作為反應(yīng)器加工重油原料油時(shí)，原料油通過(guò)噴嘴高速噴 入，與熱接觸劑接觸后快速反應(yīng)，生成的輕質(zhì)油氣與接觸劑快速分離，而載炭接觸劑進(jìn)入再 生單元進(jìn)行再生，此過(guò)程通過(guò)高溫裂化和短停留時(shí)間來(lái)抑制裂化產(chǎn)物在高溫條件下發(fā)生二 次裂化反應(yīng)，以得到最大的液體收率和較小的焦炭和干氣產(chǎn)率。國(guó)內(nèi)外就此類工藝進(jìn)行了 大量的研究，開發(fā)了各種短停留時(shí)間裂化工藝，如斯通韋伯斯公司開發(fā)的快速裂解工藝，其 專利顯示可根據(jù)原料和目標(biāo)產(chǎn)物選擇載熱體；Ivanhoe Energy Inc.開發(fā)的HLT工藝；道達(dá) 爾提出的流化催化裂化技術(shù)，該工藝反應(yīng)器屬于下流化床反應(yīng)器，其專利性為特殊的反應(yīng) 室結(jié)構(gòu)有利于原料和再生劑迅速混合達(dá)到高反應(yīng)溫度。此類技術(shù)中的接觸劑含有具有催化 活性的催化劑，惰性的石英砂、焦炭、低比表面積的煅燒高嶺土等。這些技術(shù)都是以相應(yīng)的 專利設(shè)備來(lái)達(dá)到高反應(yīng)溫度及短停留時(shí)間，對(duì)反應(yīng)過(guò)程的載熱劑或者催化劑本身的導(dǎo)熱性 質(zhì)并不關(guān)注。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種新的能夠大幅提高液體收率的接觸劑以及使用該接 觸劑的重質(zhì)石油烴的加工方法。
[0006] 碳化硅機(jī)械強(qiáng)度高，熱穩(wěn)定性和傳熱性能好，作為一種半導(dǎo)體材料、結(jié)構(gòu)陶瓷和增 強(qiáng)材料早已引起人們的廣泛關(guān)注，但作為催化材料尚未引起人們的重視。本發(fā)明的發(fā)明人 發(fā)現(xiàn)，使用含有碳化硅和氧化鎂的物料作為接觸劑，使用現(xiàn)有的流化床或提升管反應(yīng)器作 為接觸裂化反應(yīng)器即可獲得高的液體收率和較低的干氣、焦炭產(chǎn)率，從而大大降低對(duì)設(shè)備 的要求。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供了一種接觸劑，該接觸劑含有碳化硅和氧化鎂。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了 一種重質(zhì)石油烴的加工方法，該方法包括 在臨氫或非臨氫條件下，將重質(zhì)石油烴與接觸劑在接觸裂化反應(yīng)器內(nèi)接觸傳熱，使重質(zhì)石 油烴發(fā)生接觸裂化反應(yīng)，其特征在于，所述接觸劑為本發(fā)明提供的上述接觸劑。
[0009] 本發(fā)明提供的接觸劑能夠快速傳遞熱能，能夠用以實(shí)現(xiàn)高反應(yīng)溫度、短停留時(shí)間 為特征的熱裂化反應(yīng)，從而用于加工重質(zhì)、劣質(zhì)原料時(shí)無(wú)需對(duì)設(shè)備進(jìn)行像技術(shù)那樣的復(fù)雜 的改進(jìn)即可生產(chǎn)更多輕質(zhì)油品和最少焦炭和干氣。例如，從下述實(shí)施例1可以看出，使用 本發(fā)明提供的接觸劑對(duì)劣質(zhì)重油進(jìn)行接觸裂化，在常規(guī)的重油固定流化床中即可獲得高達(dá) 83. 12%的液體收率，和低至1. 27%和15. 48%的干氣、焦炭產(chǎn)率。
[0010] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 以下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供了一種接觸劑，該接觸劑含有碳化硅和氧化鎂。
[0013] 優(yōu)選情況下，以所述接觸劑的總量為基準(zhǔn)，碳化硅的含量為10-99重量％，氧化鎂 的含量為1-90重量％。進(jìn)一步優(yōu)選情況下，以所述接觸劑的總量為基準(zhǔn)，碳化硅的含量為 20-80重量％，氧化鎂的含量為20-80重量％。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，本發(fā)明的接觸劑還含有不超過(guò)30重量％優(yōu)選5-30 重量％更優(yōu)選10-30重量％的粘結(jié)劑。所述粘結(jié)劑優(yōu)選為氧化鋁或鋁溶膠。
[0015] 進(jìn)一步優(yōu)選情況下，以所述接觸劑的總量為基準(zhǔn)，碳化娃的含量為50-90重量％, 氧化鎂的含量各自為1-40重量％，粘結(jié)劑的含量為5-30重量％。使用上述優(yōu)選含量配比 獲得的接觸劑進(jìn)行接觸裂化能夠進(jìn)一步提高液體收率，降低焦炭和干氣產(chǎn)率。
[0016] 進(jìn)一步優(yōu)選情況下，該接觸劑的比表面積大于或等于90m2/g，孔容為0. 2_lcm3/g。 更進(jìn)一步優(yōu)選情況下，該接觸劑的比表面積為90-120m2/g，孔容為0. 2-0. 5cm3/g?？梢酝ㄟ^(guò) 選擇合適的碳化硅和氧化鎂以及適當(dāng)?shù)卣{(diào)整二者之間的比例來(lái)獲得上述結(jié)構(gòu)參數(shù)。在上述 優(yōu)選的比表面積和孔容條件下，可以進(jìn)一步提高液體油品的品質(zhì)。為了獲得更好的流化性 能和耐磨損性能，優(yōu)選所述接觸劑外形為微球形狀，進(jìn)一步優(yōu)選所述接觸劑的平均粒徑為 50-75 μ m，更進(jìn)一步優(yōu)選所述接觸劑的粒徑范圍為20-200 μ m。
[0017] 進(jìn)一步優(yōu)選情況下，所述接觸劑的導(dǎo)熱系數(shù)為25_93WAm · K)，優(yōu)選30-70W/ (m ·Κ)。在上述優(yōu)選范圍內(nèi)，接觸劑本身具有良好的導(dǎo)熱性能，從而在所述接觸劑與重油石 油烴在流化床或提升管反應(yīng)器中接觸時(shí)，接觸劑能夠更快速地將自身攜帶的熱量傳遞給接 觸劑表面油層，并使油層在較高的溫度發(fā)生熱裂化，熱裂化輕質(zhì)產(chǎn)物快速轉(zhuǎn)移至氣相，防止 二次裂化反應(yīng)的發(fā)生，從而降低焦炭和干氣的產(chǎn)率。
[0018] 本發(fā)明中，除非另有說(shuō)明，比表面積和孔容采用Quantachrome公司AS-6全自動(dòng)比 表面積及孔隙度分析儀，由靜態(tài)低溫容量吸附法測(cè)定，根據(jù)BET方程計(jì)算得出；導(dǎo)熱系數(shù)使 用瑞典Hot Disk AB公司生產(chǎn)熱常數(shù)分析儀，采用瞬間態(tài)方式測(cè)得。
[0019] 本發(fā)明提供的接觸劑，具有較好的抗磨強(qiáng)度和較高的導(dǎo)熱系數(shù)，在接觸裂化過(guò)程 中作為裂化過(guò)程的熱載體和焦炭載體和流化劑，可以在最短的時(shí)間內(nèi)將接觸劑所攜帶的熱 量傳遞于表面油層，用以實(shí)現(xiàn)高反應(yīng)溫度和短接觸時(shí)間。本發(fā)明提供的接觸劑特別適用于 以高反應(yīng)溫度和短接觸時(shí)間為主要特征的流化床或提升管加工重質(zhì)石油烴方法中。
[0020] 本發(fā)明提供的接觸劑中的碳化硅可以是任何生產(chǎn)方式提供的碳化硅微粉。優(yōu)選所 述碳化娃的平均粒徑為10-70 μ m。
[0021] 優(yōu)選所述氧化鎂的平均粒徑為10-70 μ m，且粒徑范圍在20-200 μ m范圍內(nèi)。由 于現(xiàn)有的氧化鎂或者為粉末狀，或者為粒徑在200 μ m以上的顆粒狀，為了獲得粒徑在上述 范圍內(nèi)的氧化鎂顆粒，本發(fā)明通過(guò)將現(xiàn)有的氧化鎂顆?；蚍勰┡c氯化鎂一起打漿后進(jìn)行噴 霧造粒，然后焙燒。氧化鎂顆?；蚍勰┡c氯化鎂的重量比優(yōu)選為1000 :10-200,優(yōu)選1000 : 50-100,氧化鎂顆?；蚍勰┡c打漿用的水的重量比優(yōu)選為1000 :500-1000。焙燒的溫度可 以為400-800°C，優(yōu)選500-700°C，焙燒的時(shí)間可以為2-8小時(shí)，優(yōu)選為4-6小時(shí)。噴霧造粒 的具體操作和條件已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，在此不再贅述。
[0022] 進(jìn)一步優(yōu)選情況下，為了獲得較高的液收率，所述氧化鎂的孔體積為0. 4-0. 6cm3/ g°
[0023] 本發(fā)明提供的接觸劑的制備方法簡(jiǎn)單，可以通過(guò)將粒徑適當(dāng)?shù)奶蓟枧c氧化鎂微 粉直接機(jī)械混合得到。當(dāng)所述接觸劑還含有粘結(jié)劑時(shí)，本發(fā)明提供的接觸劑也可以通過(guò)將 碳化硅微粉和氧化鎂微粉與粘結(jié)劑加水打漿，再經(jīng)噴霧干燥、焙燒得到成品。具體制備過(guò)程 如下：
[0024] (1)將粒徑范圍在0.